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配位高分子と酸化物からなる階層的多孔性薄膜の開発と応用

Research Project

Project/Area Number 14F04340
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Functional solid state chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

北川 宏  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90234244)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) DAI ZHENGFEI  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
DAI Zhengfei  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords金属錯体化学 / 無機固体化学 / ナノ化学
Outline of Annual Research Achievements

配位高分子と酸化物からなる階層的多孔性薄膜の開発と応用について、多孔性配位高分子(PCP)を用いた階層的薄膜の創製とそれを用いたデバイスやセンサー等への応用に向けた基礎研究を行った。具体的には、PCP薄膜をシリコン基板上に製膜して電界効果トランジスタ(FET)を作製し、その動作特性を評価した。本研究では、PCP薄膜をFETに利用する方法として、以下の2つの方法を考案し実験を行った。①PCPを活性層に使用しPCPの伝導性を外部電場で制御する。②PCPをゲート絶縁膜として使用する。
ZIF-8と呼ばれるPCP の薄膜をシリコン基板上に作製した。ただし、①の場合には表面にシリコン酸化膜をもつ基板を用いた。X線回折測定およびAFM測定により薄膜の構造や表面の粗さを調べ、各種分光測定により、薄膜の電子状態を調べた。また、②の場合には、PCP薄膜の上に有機半導体の薄膜をスピンコート法により作製した。
①については、シリコン酸化膜を用いてZIF-8薄膜へのキャリア注入を試みたが、ゲート電圧を印加しても伝導性にほとんど変化が現れなかった。一方、②ではZIF-8薄膜をゲート絶縁層として使用し、P3HT-PCBM薄膜のFET動作を調べた。ZIF-8絶縁膜を用いた有機FETは、ambipolarなFET挙動を示し、特にPチャネル型FETとして優れた特性を示すことが分かった。また、ZIF-8薄膜の膜厚を調節することにより閾電圧やON/OFF 比などのFET特性を制御できることが分かった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Monodispersed Nb2O5 Microspheres: Facile Synthesis, Air/Water Interfacial Self-Assembly, Nb2O5-Based Composite Films, and Their Selective NO2 Sensing2015

    • Author(s)
      Z. F. Dai, H. Dai, Y. Zhou, D. L. Liu, G. T. Duan, W. P. Cai, Y. Li
    • Journal Title

      Advanced Materials Interfaces

      Volume: 2 Issue: 11

    • DOI

      10.1002/admi.201500167

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Micro/Nano Gas Sensors: A New Strategy Towards In-Situ Wafer-Level Fabrication of High-Performance Gas Sensing Chips2015

    • Author(s)
      L. Xu, Z. F. Dai, G. T. Duan, L.F. Guo, Y. Wang, H. Zhou, Y. X. Liu, W. P. Cai, Y. L. Wang, T. Li
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 5 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/srep10507

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural Design and Electronic Properties of Halogen-Bridged Mixed-Valence Ladder Systems with Even Numbers of Legs.2014

    • Author(s)
      Kazuya Otsubo and Hiroshi Kitagawa
    • Journal Title

      CrystEngComm,

      Volume: 16 Issue: 28 Pages: 6277-6286

    • DOI

      10.1039/c4ce00634h

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Air/Liquid Self-assembly: An Elegant Way for Metal Oxide Nanoscale Heterostructures with Highly Selective Gas Sensing2015

    • Author(s)
      Zhengfei DAI
    • Organizer
      6th Asian Conference on Colloid and Interface Science (ACCIS 2015)
    • Place of Presentation
      Sasebo, Japan
    • Year and Date
      2015-11-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水素圧力下in situ固体NMR測定によるPdナノ粒子の水素吸蔵に関する研究2015

    • Author(s)
      出倉駿(京大院理)、小林浩和、池田龍一、前里光彦、久保田佳基、北川宏
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学 船橋キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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